JPH0227109B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0227109B2 JPH0227109B2 JP58010895A JP1089583A JPH0227109B2 JP H0227109 B2 JPH0227109 B2 JP H0227109B2 JP 58010895 A JP58010895 A JP 58010895A JP 1089583 A JP1089583 A JP 1089583A JP H0227109 B2 JPH0227109 B2 JP H0227109B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- component force
- force
- feed
- tool
- cutting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は工具異常検出装置、特に切削中の工
具の刃先の欠損や摩耗等の発生を実時間で検出す
る装置に関する。
具の刃先の欠損や摩耗等の発生を実時間で検出す
る装置に関する。
従来、この種の工具異常検出装置としては、例
えば第１図に示すようなものがあつた。同図に示
す装置２０は、数値制御工作機械（NC工作機
械）１０を監視対象とするものであつて、一定周
期で信号を記憶するパターン記憶部１２、現在の
信号値とこれに対応した記憶値とを比較する判定
部１４、学習と判定の選択を外部からの指示で制
御する全体制御部１６、異常信号Ｗを工作機側へ
出力する出力部１８などによつて構成されてい
る。数値制御工作機械（NC工作機械）１０から
の検出指令Ｍは上記全体制御部１６へ送られ、工
作機の主軸モータの電力値Ｐあるいは送り軸のサ
ーボモータ電流値が上記記憶部１２および上記判
定部１４へ送られる。
えば第１図に示すようなものがあつた。同図に示
す装置２０は、数値制御工作機械（NC工作機
械）１０を監視対象とするものであつて、一定周
期で信号を記憶するパターン記憶部１２、現在の
信号値とこれに対応した記憶値とを比較する判定
部１４、学習と判定の選択を外部からの指示で制
御する全体制御部１６、異常信号Ｗを工作機側へ
出力する出力部１８などによつて構成されてい
る。数値制御工作機械（NC工作機械）１０から
の検出指令Ｍは上記全体制御部１６へ送られ、工
作機の主軸モータの電力値Ｐあるいは送り軸のサ
ーボモータ電流値が上記記憶部１２および上記判
定部１４へ送られる。
上述した装置では、先ず、検出に先立つて正常
値を記憶する。すなわち、上記検出指令Ｍが出力
されている間の主軸モータ電力値Ｐを一定周期毎
にパターン記憶部１２へ書込む。この書込みは加
工シーケンスの全期間について行なう。このよう
な正常値の学習が完了した後、作業者が検出状態
に切換操作を行なうと、上記検出指令Ｍが出力さ
れている間、パターン記憶部１２のデータを学習
と同一周期で読出し、この読出値Ｐを上記判定部
１４によつて現在の値Ppと比較する。ここで第
２図に示すように、もしその差dPが設定値を越
えたならば工具異常と判定して、出力部１８から
異常信号が出力される。
値を記憶する。すなわち、上記検出指令Ｍが出力
されている間の主軸モータ電力値Ｐを一定周期毎
にパターン記憶部１２へ書込む。この書込みは加
工シーケンスの全期間について行なう。このよう
な正常値の学習が完了した後、作業者が検出状態
に切換操作を行なうと、上記検出指令Ｍが出力さ
れている間、パターン記憶部１２のデータを学習
と同一周期で読出し、この読出値Ｐを上記判定部
１４によつて現在の値Ppと比較する。ここで第
２図に示すように、もしその差dPが設定値を越
えたならば工具異常と判定して、出力部１８から
異常信号が出力される。
ところが、上述した装置では、NCプログラム
毎に正常切削時のモータ負荷パターンを全期間に
わたつて記憶させなければならなず、このため最
初に行なう正常値の学習に非常に手間がかかり、
多種少量生産には適さないという欠点があつた。
また、荒加工時には、素材外形のバラツキによつ
てモータ負荷が変動するため、大きな欠損しか検
出できなくなるという欠点もあつた。
毎に正常切削時のモータ負荷パターンを全期間に
わたつて記憶させなければならなず、このため最
初に行なう正常値の学習に非常に手間がかかり、
多種少量生産には適さないという欠点があつた。
また、荒加工時には、素材外形のバラツキによつ
てモータ負荷が変動するため、大きな欠損しか検
出できなくなるという欠点もあつた。
この発明は前述した従来の課題を鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、上記学習の
面倒を少なくし、例えばNCプログラムの変更あ
るいは素材外形のバラツキなどのように切削条件
が変化しても、工具異常を簡単かつ確実に検出で
きるようにした工具異常検出装置を提供すること
にある。
たもので、その目的とするところは、上記学習の
面倒を少なくし、例えばNCプログラムの変更あ
るいは素材外形のバラツキなどのように切削条件
が変化しても、工具異常を簡単かつ確実に検出で
きるようにした工具異常検出装置を提供すること
にある。
上記の目的を達成するため、この発明は、正常
な工具についての切削時における主分力と送り分
力もしくは背分力の相互関係を予め記憶する記憶
手段と、実際の切削中における工具についての主
分力と送り分力もしくは背分力を求める分力演算
手段と、この分力演算手段によつて求められた分
力が上記記憶手段に記憶された関係にあてはめた
場合に得られる分力に対して設定量以上離れたか
否かにより異常を検出する判定手段と、を含み、
上記分力算出手段における主分力は主軸電動機主
軸を切削速度で除算して値に基づいて算出し、送
り分力もしくは背分力は送り軸のサーボモータ電
流に基づいて算出することを特徴とする。
な工具についての切削時における主分力と送り分
力もしくは背分力の相互関係を予め記憶する記憶
手段と、実際の切削中における工具についての主
分力と送り分力もしくは背分力を求める分力演算
手段と、この分力演算手段によつて求められた分
力が上記記憶手段に記憶された関係にあてはめた
場合に得られる分力に対して設定量以上離れたか
否かにより異常を検出する判定手段と、を含み、
上記分力算出手段における主分力は主軸電動機主
軸を切削速度で除算して値に基づいて算出し、送
り分力もしくは背分力は送り軸のサーボモータ電
流に基づいて算出することを特徴とする。
以下、この発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。
て説明する。
先ず、第３図は、切削速度および送り速度が一
定の場合の主分力と送り分力の相互の関係を示
す。同図に示すように、工具に欠損や異常が生じ
ると、切削分力のうち送り分力と背分力が特に大
きく増加する。そこで、正常工具についての切削
条件と切削分力との相互の関係をあらかじめ求め
ておき、これを記憶させておく。工具監視中は、
現在の切削速度、送り速度、主分力から、あらか
じめ記憶された切削条件と切削分力の関係に基づ
いて、正常工具の送り分力もしくは背分力を推定
する。そして、この推定値と実測された送り分力
もしくは背分力とを比較し、その差が一定範囲以
上になつた場合に工具異常と判定する。
定の場合の主分力と送り分力の相互の関係を示
す。同図に示すように、工具に欠損や異常が生じ
ると、切削分力のうち送り分力と背分力が特に大
きく増加する。そこで、正常工具についての切削
条件と切削分力との相互の関係をあらかじめ求め
ておき、これを記憶させておく。工具監視中は、
現在の切削速度、送り速度、主分力から、あらか
じめ記憶された切削条件と切削分力の関係に基づ
いて、正常工具の送り分力もしくは背分力を推定
する。そして、この推定値と実測された送り分力
もしくは背分力とを比較し、その差が一定範囲以
上になつた場合に工具異常と判定する。
第４図はその判定を行なうための装置の一実施
例を示す。同図に示す装置２０は、数値制御工作
機械（NC工作機械）１０を監視対象とするもの
であつて、判定部１４、主分力演算部２８、送り
分力演算部３０、切削データ記憶部３２などを有
する。監視対象の数値制御工作機械（NC工作機
械）１０には主軸電動機の電力値Ｐを検出する変
換部が設けられている。この変換部からの電力値
Ｐは主分力演算部２８へ送られる。また、送り軸
の直流サーボモータに接続された変換部から送り
電流値Ｉが出力され、判定部１４および送り分力
演算部３０へ送られる。そして、判定部１４から
工具異常信号Ｗが出力されるようになつている。
例を示す。同図に示す装置２０は、数値制御工作
機械（NC工作機械）１０を監視対象とするもの
であつて、判定部１４、主分力演算部２８、送り
分力演算部３０、切削データ記憶部３２などを有
する。監視対象の数値制御工作機械（NC工作機
械）１０には主軸電動機の電力値Ｐを検出する変
換部が設けられている。この変換部からの電力値
Ｐは主分力演算部２８へ送られる。また、送り軸
の直流サーボモータに接続された変換部から送り
電流値Ｉが出力され、判定部１４および送り分力
演算部３０へ送られる。そして、判定部１４から
工具異常信号Ｗが出力されるようになつている。
ここで、主分力Epと主軸電力値Ｐと切削速度
Ｖとの間には、 Ep＝k1・P/V＋k2 なる関係がある。ただし、k1、k2は定数である。
Ｖとの間には、 Ep＝k1・P/V＋k2 なる関係がある。ただし、k1、k2は定数である。
また、送り分力Efと送り軸サーボモータ電流
値Ｉとの間には、 Ef＝l1・Ｉ＋l2 なる関係がある。ただし、L1、L2は定数である。
値Ｉとの間には、 Ef＝l1・Ｉ＋l2 なる関係がある。ただし、L1、L2は定数である。
従つて、装置内部においては、主分力の代わり
に主軸電力Ｐを切削速度Ｖで除した値P/Vと、送
り分力の代わりに送り軸サーボモータ電流値Ｉを
監視すればよい。そして、監視すべき工具につい
ては、その使用範囲の異なる何点かの切削条件で
試験切削を行ない、このときのP/VとＩを、切削
データ記憶部３２へ切削速度と送り速度とに分け
て別々に書込む。この書込みは、第５図の破線の
ように外挿して行なう。
に主軸電力Ｐを切削速度Ｖで除した値P/Vと、送
り分力の代わりに送り軸サーボモータ電流値Ｉを
監視すればよい。そして、監視すべき工具につい
ては、その使用範囲の異なる何点かの切削条件で
試験切削を行ない、このときのP/VとＩを、切削
データ記憶部３２へ切削速度と送り速度とに分け
て別々に書込む。この書込みは、第５図の破線の
ように外挿して行なう。
監視を行なう場合は、先ず、主分力演算部２８
にて、主軸電力値Ppと切削速度VpからPp／Vp
を求める。次いで、この値Pp／Vpと現在の切削
速度Vp、送り速度ｆに対応する正常送り電流値
Ｉを、切削データ記憶部３２と送り分力演算部３
０にて求める。判定部１４は正常送り電流Ｉと現
在の送り電流Ipとを比較し、その差dIが設定値よ
りも大きな場合に工具異常信号Ｗを出力する。
にて、主軸電力値Ppと切削速度VpからPp／Vp
を求める。次いで、この値Pp／Vpと現在の切削
速度Vp、送り速度ｆに対応する正常送り電流値
Ｉを、切削データ記憶部３２と送り分力演算部３
０にて求める。判定部１４は正常送り電流Ｉと現
在の送り電流Ipとを比較し、その差dIが設定値よ
りも大きな場合に工具異常信号Ｗを出力する。
ここで、工具を交換する場合は、数値制御工作
機械（NC工作機械）等から工具に対応する番号
信号Ｔを工具別に切削データ記憶部へ入力すれば
よい。被切削材質が変わる場合も、これと同様に
材質番号信号Ｃを入力すればよい。また、数値制
御工作機械（NC工作機械）１０に周速を一定に
する制御機能があつて工具毎の切削速度を一定に
する場合は、切削速度を入力しなくてもよい。ま
た、ある大きさ以上の異常を検出すればよい場合
は、送り速度ｆを入力しなくてもよい。
機械（NC工作機械）等から工具に対応する番号
信号Ｔを工具別に切削データ記憶部へ入力すれば
よい。被切削材質が変わる場合も、これと同様に
材質番号信号Ｃを入力すればよい。また、数値制
御工作機械（NC工作機械）１０に周速を一定に
する制御機能があつて工具毎の切削速度を一定に
する場合は、切削速度を入力しなくてもよい。ま
た、ある大きさ以上の異常を検出すればよい場合
は、送り速度ｆを入力しなくてもよい。
なお、上記実施例では、主軸モータ電力と送り
軸サーボモータ電流を利用して異常検出を行なう
ようにしていたが、歪みゲージ等のように他の変
換手段を利用して主分力、送り分力などを求める
ようにしても、同様の効果を得ることができる。
また、監視対象は、NC旋盤に限られるものでは
なく、例えばボーリング加工、ドリル加工などに
おいても同様の効果を得ることができる。
軸サーボモータ電流を利用して異常検出を行なう
ようにしていたが、歪みゲージ等のように他の変
換手段を利用して主分力、送り分力などを求める
ようにしても、同様の効果を得ることができる。
また、監視対象は、NC旋盤に限られるものでは
なく、例えばボーリング加工、ドリル加工などに
おいても同様の効果を得ることができる。
以上のように、この発明による工具異常検出装
置は、正常値を学習させる手間が少なく、例えば
NCプログラムの変更あるいは素材外形のバラツ
キなどのように切削条件が変化しても、工具異常
を簡単かつ確実に検出できる。
置は、正常値を学習させる手間が少なく、例えば
NCプログラムの変更あるいは素材外形のバラツ
キなどのように切削条件が変化しても、工具異常
を簡単かつ確実に検出できる。
第１図は従来の工具異常検出装置の一例を示す
構成図、第２図はその動作原理を説明するための
グラフ図、第３図はこの発明の実施例の装置の動
作原理を説明するためのグラフ図、第４図はこの
発明による工具異常検出装置の一実施例を示す構
成図、第５図は第４図の装置における異常検出方
法を示すグラフ図である。 各図中同一部材には同一符号を付し、１０は数
値制御工作機械（NC工作機械）、１４は判定部、
２８は主分力演算部、３０は送り分力演算部、３
２は切削データ記憶部、Ｃは被切削材質番号指示
信号、Ｉ，Ipはサーボモータ電流値、Ｍは検出指
令、Ｐ，Ppは主軸モータ電力値、Ｔは工具番号
信号、Ｖは切削速度、ｆは送り速度である。
構成図、第２図はその動作原理を説明するための
グラフ図、第３図はこの発明の実施例の装置の動
作原理を説明するためのグラフ図、第４図はこの
発明による工具異常検出装置の一実施例を示す構
成図、第５図は第４図の装置における異常検出方
法を示すグラフ図である。 各図中同一部材には同一符号を付し、１０は数
値制御工作機械（NC工作機械）、１４は判定部、
２８は主分力演算部、３０は送り分力演算部、３
２は切削データ記憶部、Ｃは被切削材質番号指示
信号、Ｉ，Ipはサーボモータ電流値、Ｍは検出指
令、Ｐ，Ppは主軸モータ電力値、Ｔは工具番号
信号、Ｖは切削速度、ｆは送り速度である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 正常な工具についての切削時における主分力
と送り分力もしくは背分力の相互関係を予め記憶
する記憶手段と、実際の切削中における工具につ
いての主分力と送り分力もしくは背分力を求める
分力演算手段と、この分力演算手段によつて求め
られた分力が上記記憶手段に記憶された関係にあ
てはめた場合に得られる分力に対して設定量以上
離れたか否かにより異常を検出する判定手段と、 を含み、 上記分力算出手段における主分力は主軸電動機
主軸を切削速度で除算して値に基づいて算出し、
送り分力もしくは背分力は送り軸のサーボモータ
電流に基づいて算出することを特徴とする工具異
常検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1089583A JPS59142048A (ja) | 1983-01-26 | 1983-01-26 | 工具異常検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1089583A JPS59142048A (ja) | 1983-01-26 | 1983-01-26 | 工具異常検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59142048A JPS59142048A (ja) | 1984-08-15 |
| JPH0227109B2 true JPH0227109B2 (ja) | 1990-06-14 |
Family
ID=11763037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1089583A Granted JPS59142048A (ja) | 1983-01-26 | 1983-01-26 | 工具異常検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59142048A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01301044A (ja) * | 1988-05-26 | 1989-12-05 | Mitsubishi Metal Corp | 工具損傷検出方法 |
| JPH074734B2 (ja) * | 1988-11-21 | 1995-01-25 | 川崎製鉄株式会社 | 切削装置の切削状況監視装置 |
| US6956233B2 (en) | 2002-08-26 | 2005-10-18 | Sin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Plated substrate for hard disk medium |
| US20040038082A1 (en) | 2002-08-26 | 2004-02-26 | Toshihiro Tsumori | Substrate for perpendicular magnetic recording hard disk medium and method for producing the same |
| JP7401207B2 (ja) * | 2019-06-21 | 2023-12-19 | ファナック株式会社 | ツールの状態を学習する機械学習装置、ロボットシステム、及び機械学習方法 |
| JP7243945B1 (ja) | 2022-09-06 | 2023-03-22 | 住友電気工業株式会社 | 状態検出システム、方法、およびプログラム |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57138559A (en) * | 1981-02-16 | 1982-08-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Method of detecting defect in tool |
-
1983
- 1983-01-26 JP JP1089583A patent/JPS59142048A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59142048A (ja) | 1984-08-15 |
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